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#x1f497;系列专栏#xff1a; 【C语言详解】 【数据结构详解】【C详解】【Linux系统编程】
目录 1、进程的基本概念
2、描述进程-PCB
2.1、什么是PCB
2.2、为什么要有PCB
3、task_ struct
3.1、启动进程
3.2、创建进程… ✨个人主页 熬夜学编程的小林
系列专栏 【C语言详解】 【数据结构详解】【C详解】【Linux系统编程】
目录 1、进程的基本概念
2、描述进程-PCB
2.1、什么是PCB
2.2、为什么要有PCB
3、task_ struct
3.1、启动进程
3.2、创建进程
3.3、一次创建多个进程
3.4、task_ struct内容分类
3.5、查看进程内容
总结 1、进程的基本概念 课本概念程序的一个执行实例正在执行的程序等。 内核观点担当分配系统资源CPU时间内存的实体。 1. 如何用通俗易懂的话来理解进程呢 进程 PCB(进程控制块) 进程对应的的代码和数据。一个进程对应一个PCB 。 注意可执行程序加载到内存不是进程只是进程对应的代码和数据。
2、描述进程-PCB
2.1、什么是PCB 进程信息被放在一个叫做PCB(进程控制块)的数据结构中可以理解为进程属性的集合。 课本上称之为PCBprocess control block Linux操作系统下的PCB是: task_struct。 task_struct 是 PCB的一种在Linux中描述进程的结构体叫做task_struct。 task_struct是Linux内核的一种数据结构它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息。 struct PCB
{//所有属性struct PCB* next;//内存指针
}
因此对进程的管理变成了对链表的增删查改。 2.2、为什么要有PCB 因为操作系统要对进程进行管理管理需要先描述再组织而PCB是对进程的描述。 3、task_ struct 3.1、启动进程
1、./可执行程序本质就是让系统创建进程并运行(包括自己写代码形成的可执行程序系统命令可执行文件)。在Linux中运行的大部分指令操作本质就是运行进程
2、每一个进程都要有自己唯一的标识符叫做进程的pid(进程id)。
3、一个进程想知道自己的pid
方式一通过指令查看pid ps指令 语法 ps [选项] 功能 显示当前终端会话中属于当前用户的进程列表。 常见选项 -a : 显示跟当前终端关联的所有进程 -j : 工作格式 -x : 显示所有进程不以终端机来区分 此处使用固定格式查看 ps -ajx | head -1 ps -ajx | grep 可执行文件 # 表示前后命令都要按照顺序执行此处表示先查看该命令的第一行再查看有关可执行程序的信息 方式二通过调用系统函数
操作系统对进程进行管理但是用户不能直接访问操作系统因此需要通过系统提供的系统调用函数来管理进程。 查看pid的函数为getpid(); 可以通过man手册进行查询输入命令 man getpid 通过创建一个C语言代码来查看pid:
#includestdio.h
#includesys/types.h
#includeunistd.hint main()
{while(1){printf(I am a process,pid: %d\n,getpid());//查看pidsleep(1);//打印一次之后休眠一秒}return 0;
} 4、ctrl c 在用户层面终止进程 kill -9 pid 杀掉进程 注意kill掉任意一个进程不会影响另一个进程 (进程保证独立性)
5. ppid (父进程id)
前面获取pid的函数后面还有ppid函数此处通过代码查看ppid。 为什么进程每次启动pid会变但是ppid不会变呢 我们先查看一下父进程是什么输入该命令 ps -axj | head -1 ps -axj | grep ppid 通过查看可以看到该进程是bash进程(命令行解释器)因此就很好理解了。 当我们运行一个进程时命令行解释器会把这个指令解释成bash的子进程。接着再由这个bash的子进程执行对应的命令。即每一条命令被执行都属于bash的子进程只是子进程不一样。 如何理解子进程不一样呢 就像我们高考考上北京大学当年会给我分配一个学号但是有一天我不想读了我又重新高考进入北京大学此时的学校还是北京大学但是学号就不一样了。 补充
为了更好看到执行程序与进程信息可以使用shell脚本隔一秒查一次进程
while : ; do ps ajx | head -1 ps ajx | grep myprocess; sleep 1; done 3.2、创建进程
创建跟上面查看进程一样需要调用系统提供的函数。创建进程的函数为fork();fork之后父子代码共享。 使用man手册查看fork()函数输入命令man fork 创建一个进程本质是系统中多了一个进程多一个进程就多一个内核数据结构自己的代码和数据。父进程的代码和数据从硬盘上加载来的。子进程的代码和数据从哪来呢 默认情况继承父进程的代码和数据。 怎么证明是子进程呢
使用C语言代码创建进程来证明
#includestdio.h
#includesys/types.h
#includeunistd.hint main()
{fork();//创建进程printf(hello world,pid: %d,ppid: %d\n,getpid(),getppid());//查看进程对应信息return 0;
} 为什么要创建子进程 我们想让子进程执行和父进程不一样的代码。提高运行效率。 接下来我们就对父子进程写入不一样的代码此处需要用到fork函数的返回值。 继续使用C语言代码来实现
#includestdio.h
#includesys/types.h
#includeunistd.hint main()
{printf(process is running,only me!,pid: %d\n, getpid());sleep(3);pid_t id fork();if (id -1) return -1; //进程创建错误直接退出else if (id 0){//child 子进程代码while (1){printf(id: %d,I am child process,pid: %d,ppid: %d\n, id, getpid(), getppid());sleep(1);}}else{//parent 父进程代码while (1){printf(id: %d,I am parent,pid: %d,ppid: %d\n, id, getpid(), getppid());sleep(2);}}return 0;
} 1.不同进程执行不同的代码是实现出现了但是同一个id怎么可能既是等于0又是大于0 此处与虚拟地址空间父子进程写时拷贝有关暂时不做讲解。 2. fork有两个返回值怎么解释呢 fork是一个函数只不过是OS(操作系统)提供的。 函数内部父子进程已经存在。可以被调度了。 由于在复制时复制了父进程的堆栈段所以两个进程都停留在fork函数中等待返回。因此fork函数会返回两次一次是在父进程中返回另一次是在子进程中返回这两次的返回值是不一样的。 3.3、一次创建多个进程 创建多个进程实际就是多次使用fork函数即可此处继续用C语言代码进行实现。 #includestdio.h
#includeunistd.h
#includesys/types.h
void RunChild()
{while (1){printf(I am a child process,pid: %d,ppid: %d\n, getpid(), getppid());sleep(1);}
}
int main()
{const int num 5;for (int i 0; i num; i){pid_t id fork();if (id 0){RunChild();//运行子进程代码}sleep(1);}while (1){sleep(1);printf(I am parent,pid: %d,ppid: %d\n, getpid(), getppid());}return 0;
} 补充
为了更好看到执行程序与进程信息可以使用shell脚本隔一秒查一次进程且不查看grep进程信息。
while : ; do ps ajx | head -1 ps ajx | grep myprocess | grep -v grep; sleep 1; done
3.4、task_ struct内容分类 ★ 标示符: 描述本进程的唯一标示符用来区别其他进程。 ★ 状态: 任务状态退出代码退出信号等。 ★ 优先级: 相对于其他进程的优先级。 ★ 程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。 ★ 内存指针: 包括程序代码和进程相关数据的指针还有和其他进程共享的内存块的指针 ★ 上下文数据: 进程执行时处理器的寄存器中的数据[休学例子要加图CPU寄存器]。 ★ I O状态信息: 包括显示的I/O请求,分配给进程的I O设备和被进程使用的文件列表。 ★ 记账信息: 可能包括处理器时间总和使用的时钟数总和时间限制记账号等。 ★ 其他信息 3.5、查看进程内容 ls /proc/pid -d # 按照目录查看 ls /proc/pid -l # 查看进程内容 使用一个简单的C语言代码测试
#includestdio.h
#includeunistd.h
#includesys/types.h
int main()
{while (1){printf(I am process,pid: %d,ppid: %d\n, getpid(), getppid());sleep(1);}return 0;
}
注意只有运行可执行程序才能查到该进程目录。 该进程目录有很多内容此处只截取了一部分内容暂时我们需要知道的是两个链接文件cwd(表示进程当前工作路径)---current work direxe(可执行程序路径)。 1. 如果我们在此处把可执行程序给删除进程还会不会运行呢 根据我们的现象是进程还会运行而且可执行程序也确实被删除了。进程还能继续运行的原因是删除的是硬盘上的可执行程序而原则上内存中还有该可执行程序(该可执行程序大小小于内存大小)但是进程超过内存的大小运行则就可能出问题。 2. 当前工作路径有什么用呢 我们在C语言中学习的文件操作fopen(log.txt,w);默认是在当前目录创建文件但是我们不一定每次都在当前目录创建文件那怎么才能在其他目录下创建文件呢这就是当前工作目录的意义。 修改当前工作路径需要用到一个函数输入命令man chdir 测试代码
#includestdio.h
#includeunistd.hint main()
{chdir(/home/jkl);//更改工作目录为/home/jklFILE* pf fopen(log.txt, w);//创建文件(void)pf;//忽略警告 fclose(pf);while (1){printf(I am a process,pid: %d\n, getpid());sleep(1);}return 0;
} 每个进程在启动的时候会记录自己在哪个路径下启动进程的当前路径。 fopen(log.txt,w); 即会在进程的当前路径下新建文件。 总结 本篇博客就结束啦谢谢大家的观看如果公主少年们有好的建议可以留言喔谢谢大家啦
